JP6392089B2 - 打抜き方法及び打抜き装置並びに積層鉄心の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は複数枚の鋼板からなる被加工板の打抜き方法及びこれに用いる装置並びに積層鉄心の製造方法に関する。

積層鉄心はモーターの部品であり、所定の形状に加工された複数の電磁鋼板を積み重ね、これらを締結することによって形成される。モーターは積層鉄心からなる回転子（ロータ）及び固定子（ステータ）を備え、固定子にコイルを巻き付ける工程、回転子にシャフトを取り付ける工程などを経て完成する。積層鉄心が採用されたモーターは、従来、冷蔵庫、エアコン、ハードディスクドライブ、電動工具等の駆動源として使用され、近年ではハイブリッドカーの駆動源としても使用されている。

近年、積層鉄心の磁気的特性を向上させ、これによりモーターの効率を向上させるため、従来と比較して薄い電磁鋼板が使用されている。これに伴い、一つの積層鉄心に使用される電磁鋼板の枚数が増加する傾向にある。積層鉄心を構成する電磁鋼板は、通常、打抜き加工によって製造されるため、その枚数が増加すると打抜き加工の回数が増大し、これにより生産性が低下するという課題がある。

上記課題を解決する手段として、特許文献１は複数枚の鋼板を同時に打抜き加工することを開示する。より具体的には、特許文献１は複数枚の鋼板を積み重ねた状態で特定の部位（抜きかしめされる部位）又はその近傍を溶接又は接着によって接合した後、複数枚の鋼板を同時に打抜き加工する方法を開示する。特許文献２は２枚重ねの鋼帯を事前にカシメ又は溶接によって一体化し、その後、２枚の鋼帯を同時に打ち抜く方法を開示する。

特開２００３−２１９５８５号公報 特開昭５２−３９８８０号公報

ところで、上記特許文献１，２に記載の発明においては複数枚の鋼板を重ね合せた状態でカシメが形成される。しかし、本発明者らは、複数の電磁鋼板を重ね合せた状態で形成されたカシメは性能が不十分である場合があることを見出した。より具体的には、図１５に示すように、カシメを形成するピンＡが直接当たらない電磁鋼板２０２のカシメ２０２ａは、ピンＡが直接当たる電磁鋼板２０１のカシメ２０１ａと比較して丸みを帯びた形状（シャープでない形状）となりやすい。

図１６に示す積層鉄心２００は、所定の形状に加工された二枚組の電磁鋼板を積み重ね、これらを締結して製造されたものである。積層鉄心２００は、丸みを帯びたカシメ２０２ａの凸部と通常のカシメ２０１ａの凹部との間の接合強度が不十分となりやすい。このため、モーターの製造過程で衝撃が加わると、カシメ２０２ａの凸部とカシメ２０１ａの凹部との間で分離するおそれがある。なお、複数の積層体２００を積み重ねたときに積層体２００同士が接合されないように、最下面に位置する一対の電磁鋼板２０１，２０２はカシメ２０１ａ，２０２ａの代わりに穿孔２０１ｂ，２０２ｂを有する。最下面の電磁鋼板２０２は、これと対をなす電磁鋼板２０１と接合されないため、積層体２００から除去する必要があった。

本発明は、複数の電磁鋼板が積層された被加工体を対象とした打抜き加工において十分な性能を有するカシメを形成できる方法を提供することを目的とする。

本発明に係る打抜き方法は以下の工程を備える。
（ａ）少なくとも二つの電磁鋼板の巻重体を準備する工程。
（ｂ）各巻重体から引き出された各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成する工程。
（ｃ）カシメがそれぞれ形成され且つ重ね合された少なくとも二枚の電磁鋼板からなる被加工板を金型に供給する工程。
（ｄ）金型において被加工板の打抜き加工を行う工程。

上記打抜き方法においては、重ね合される前の各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成する。このため、上述のような丸みを帯びた形状のカシメが意図せずに形成されることを十分に抑制できる。

本発明に係る打抜き装置は、電磁鋼板の巻重体を回転自在にそれぞれ保持する少なくとも二つの巻重体保持器と、被加工板の打抜き加工を行う金型と、各巻重体保持器と金型との間に配置されており、各巻重体から引き出された各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成する少なくとも二つのカシメ形成手段と、被加工板を金型に供給する送り手段とを備える。

上記打抜き装置によれば、重ね合される前の各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成できる。このため、上述のような丸みを帯びた形状のカシメが意図せずに形成されることを十分に抑制できる。

上記打抜き装置が備えるカシメ形成手段は、各電磁鋼板に対してカシメを形成する代わりに穿孔を形成できるように構成されていることが好ましい。電磁鋼板にカシメの代わりに穿孔を形成することで、打抜き加工によって連続的に製造される加工体を積み重ねて積層鉄心を製造する場合、カシメの凹部を表面に有する電磁鋼板と穿孔を表面に有する電磁鋼板が接合しないようにできる。

上記打抜き装置は、各電磁鋼板の厚さを測定する少なくとも二つの測定器を更に備えてもよい。かかる構成を採用することにより、板厚データに基づいて例えばカシメ形成手段がカシメ形成から穿孔形成に切り換えるようにカシメ形成手段を制御することができる。これにより、積層鉄心の積層厚をより高度に調整できる。

本発明に係る積層鉄心の製造方法は以下の工程を備える。
（ａ）少なくとも二つの電磁鋼板の巻重体を準備する工程。
（ｂ）各巻重体から引き出された各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成する工程。
（ｃ）カシメがそれぞれ形成され且つ重ね合された少なくとも二枚の電磁鋼板からなる被加工板を順送り金型に供給する工程。
（ｄ）順送り金型において被加工板の打抜き加工を行う工程。
（ｅ）被加工板を順送り金型内において前進させる工程。
（ｆ）上記（ｄ）工程と、上記（ｅ）工程とを繰り返すことによって所定の形状に加工された加工体を連続的に得る工程。
（ｇ）複数の加工体を重ね合わせて得られる積層体をカシメで締結する工程。

上記積層鉄心の製造方法によれば、重ね合される前の各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成できる。このため、上述のような丸みを帯びた形状のカシメが意図せずに形成されることを十分に抑制できる。このため、上記方法によって製造される積層鉄心は、その後のモーターの製造過程で衝撃が加わっても、カシメ同士が外れることを十分に抑制できる。

本発明によれば、複数の電磁鋼板が積層された被加工体を対象とした打抜き加工において十分な性能を有するカシメを形成できる。

積層鉄心からなる固定子（ステータ）の一例を示す斜視図である。 図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 積層鉄心からなる回転子（ロータ）の一例を示す斜視図である。 積層鉄心を製造するための装置の一例を示す概要図である。 積層鉄心を製造するための装置であって板厚の測定器を備えた装置の一例を示す概要図である。 被加工板の一例を模式的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は種々の打抜き加工が施された被加工板の一例を示す平面図であり、（ｅ）は所定の形状に加工された加工体を示す平面図である。 電磁鋼板の裏面に油を塗布するロールを備える打抜き装置の一例を示す概要図である。 被加工板の他の例を模式的に示す断面図である。 被加工板の更に他の例を模式的に示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は被加工板の更に他の例を模式的に示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）はパイロット孔と幅が狭い電磁鋼板の縁部との位置関係のバリエーションを示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）はパイロット孔の位置の更なるバリエーションを示す平面図である。 分割型の固定子用積層鉄心を示す平面図である。 二枚の電磁鋼板に重ねた状態でカシメを形成した場合に得られるカシメの形状を模式的に示す断面図である。 図１５に示すカシメによって複数の電磁鋼板が接合された積層体を模式的に示す断面図である。

図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

＜固定子を構成する積層鉄心＞
図１は固定子を構成する積層鉄心Ｓの斜視図である。積層鉄心Ｓの形状は略円筒形であり、中央部に位置する開口Ｓａは図３に示す積層鉄心（回転子）Ｒを配置するためのものである。積層鉄心Ｓは略円環状のヨーク部Ｓｙと、ヨーク部Ｓｙの内周側から中心方向に延びるティース部Ｓｔとを有する。モーターの用途及び性能にもよるが、ヨーク部Ｓｙの幅（図１におけるＷ）は２〜４０ｍｍ程度である。図１に示す積層鉄心Ｓは６本のティース部Ｓｔを有する。なお、ティース部Ｓｔの本数は６本に限定されるものではない。

図１，２に示すとおり、積層鉄心Ｓは、所定の形状に加工された複数の電磁鋼板ＭＳからなる積層体１０を備える。複数の電磁鋼板ＭＳは、カシメ２Ｓをそれぞれ有する。カシメ２Ｓによって上下方向で隣り合う電磁鋼板ＭＳ同士が接合されることで積層体１０が構成される。なお、複数の積層体１０を積み重ねたときに積層体１０同士が接合されないように、最下面に位置する電磁鋼板ＭＳは、図２に示すようにカシメ２Ｓの代わりに穿孔３を有する。

＜回転子を構成する積層鉄心＞
図３は回転子を構成する積層鉄心Ｒの斜視図である。積層鉄心Ｒの形状は略円筒形であり、中央部に位置する開口Ｒａはシャフト（不図示）を装着するためのものである。開口Ｒａを構成する内周面Ｒｂには凸状キーＲｃが設けられている。

積層鉄心Ｒは、複数の電磁鋼板ＭＲからなる積層体２０と、複数の磁石固定用開口２５とを備える。複数の電磁鋼板ＭＲは、カシメ２Ｒをそれぞれ有する。カシメ２Ｒによって上下方向で隣り合う電磁鋼板ＭＲ同士が接合されることで積層体２０が構成される。積層体２０は計１６個の開口２５を有する。隣接する２つの開口２５が対をなしており、８対の開口２５が積層体２０の外周に沿って等間隔に並んでいる。各開口２５は積層体２０の上面２０ａから下面２０ｂまで延びている。なお、開口２５の総数は１６個に限定されず、モーターの用途、要求させる性能などに応じて決定すればよい。また、開口２５の形状及び位置もモーターの用途、要求させる性能などに応じて決定すればよい。

開口２５には磁石（不図示）が収容されている。磁石は永久磁石であり、例えばネオジム磁石などの焼結磁石を使用できる。なお、各開口２５に入れる磁石の個数は一つでも二つ以上であってもよい。磁石の種類はモーターの用途、要求させる性能などに応じて決定すればよく、焼結磁石の代わりに例えばボンド磁石を使用してもよい。また、積厚方向若しくは幅方向、或いはこれら両方に複数に分割された磁石を使用してもよい。開口２５の磁石を入れた後、開口２５に樹脂（例えば熱硬化性樹脂組成物）を充填することによって開口２５内に磁石を固定することができる。なお、複数の積層体２０を積み重ねたときに積層体２０同士が接合されないように、最下面に位置する電磁鋼板ＭＲは、カシメ２Ｒの代わりに積層体１０と同様に穿孔３を有する（図２参照）。

＜打抜き装置＞
図４は積層鉄心Ｓ及び積層鉄心Ｒを構成する電磁鋼板ＭＳ及び電磁鋼板ＭＲを打抜き加工によって製造する打抜き装置の一例を示す概要図である。同図に示す打抜き装置１００は、第１の電磁鋼板Ｍ１の巻重体Ｃ１が装着されるアンコイラー（巻重体保持器）１１１と、第２の電磁鋼板Ｍ２の巻重体Ｃ２が装着されるアンコイラー（巻重体保持器）１１２と、第１の電磁鋼板Ｍ１に対してカシメ又は穿孔を形成する金型１２１と、第２の電磁鋼板Ｍ２に対してカシメ又は穿孔を形成する金型１２２と、第１の電磁鋼板Ｍ１と第２の電磁鋼板Ｍ２とを油膜で貼り合わせることによって被加工板Ｗを得るための油噴霧ノズル１３０と、被加工板Ｗに対して打抜き加工を行う順送り金型１５０と、被加工板Ｗを順送り金型１５０に送る送り装置（送り手段）１４０とを備える。なお、金型１２１，１２２，１５０はプレス機械によってそれぞれ動作する。金型１２１，１２２の上流側には送り装置１２０がそれぞれ設けられている。

アンコイラー１１１，１１２は、巻重体Ｃ１，Ｃ２を回転自在にそれぞれ保持する。本実施形態における巻重体Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ構成する二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２は、互い異なる幅を有する（図６参照）。

巻重体Ｃ１，Ｃ２からそれぞれ引き出された電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２は金型１２１，１２２によってカシメ２Ｓ，２Ｒ又は穿孔３が形成される。カシメ２Ｓ，２Ｒは、当該カシメが形成された電磁鋼板と、この電磁鋼板と下側で隣り合う電磁鋼板とを接合させる場合に形成される（図２参照）。他方、穿孔３は、当該穿孔が形成された電磁鋼板と、この電磁鋼板と下側で隣り合う電磁鋼板とを接合させない場合に形成される（図２参照）。

金型１２１，１２２は電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対してカシメ２Ｓ，２Ｒを形成するか穿孔３を形成するかを切り替え可能に構成されている。金型１２１，１２２は、例えば製造する積層鉄心Ｓ，Ｒの積層厚に応じて所定の回数にわたってカシメ２Ｓ，２Ｒをそれぞれ形成した後、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の一方に穿孔３を一回形成するように設定されていてもよい。あるいは、図５に示すように、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の厚さをそれぞれモニタリングする測定器１２３，１２４を所定の位置（例えば、金型１２１，１２２の上流側又は下流側）に配置し、それらの測定値に応じて積層鉄心Ｓ，Ｒを構成する電磁鋼板ＭＲ，ＭＳの枚数をその都度決定し、金型１２１，１２２はこの決定に従って所定の回数にわたってカシメ２Ｓ，２Ｒを形成した後、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の一方に穿孔３を一回形成するように設定されていてもよい。

電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対してカシメをそれぞれ形成する金型１２１，１２２を採用することで、図１５に示したカシメ２０２ａのような丸みを帯びた形状のカシメが意図せずに形成されることを十分に抑制できる。また、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対してカシメ２Ｓ，２Ｒを形成するか穿孔３を形成するかを個別に選択できるようにしたことで、積層鉄心Ｓ，Ｒの積層厚をより高度の調整できるという利点がある。従来のように、例えば二枚の電磁鋼板を重ね合せた状態でカシメ又は穿孔を形成する場合、二枚一組の電磁鋼板で厚さを調整せざるを得ない。具体的には、積層鉄心の積層厚を少し厚くしたい場合でも二枚の電磁鋼板を追加せざるを得ず、他方、積層鉄心の積層厚を少し薄くしたい場合でも二枚の電磁鋼板を減らさざるを得なかった。これに対し、本実施形態によれば、電磁鋼板Ｍ１又は電磁鋼板Ｍ２の一方に穿孔３を形成することができ、これにより、積層鉄心の積層厚を少し厚くしたい場合には一枚の電磁鋼板を追加することができ、他方、積層鉄心の積層厚を少し薄くしたい場合には一枚の電磁鋼板を減らすこともできる。

金型１２１でカシメ２Ｓ，２Ｒ又は穿孔３が形成された電磁鋼板Ｍ１は複数対のローラを介して送り装置１４０へと移送される。同様に、金型１２２でカシメ２Ｓ，２Ｒ又は穿孔３が形成された電磁鋼板Ｍ２は複数対のローラを介して送り装置１４０へと移送される。これらの複数対のローラは電磁鋼板Ｍ１に形成されたカシメ２Ｓ，２Ｒ又は穿孔３と電磁鋼板Ｍ２に形成されたカシメ２Ｓ，２Ｒ又は穿孔３との位置合わせ（金型１２１から送り装置１４０までの移送経路と金型１２２から送り装置１４０までの移送経路の長さ調整）を行う役割がある。

送り装置１４０に導入されるに先立ち、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対してノズル１３０による油噴霧処理が施される。すなわち、図４，５に示すように、電磁鋼板Ｍ１の裏面及び電磁鋼板Ｍ２の表面に向けてノズル１３０から油が噴霧される。電磁鋼板Ｍ１の裏面と電磁鋼板Ｍ２の表面との間に油を噴霧した後、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を送り装置１４０の導入することで、図６に示すとおり、二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２と、これらの電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の間に介在する油膜Ｆとを有する被加工板Ｗが構成される。

なお、ここではノズル１３０によって電磁鋼板Ｍ１の裏面及び電磁鋼板Ｍ２の表面の両方に向けて油を噴霧する構成を例示したが、電磁鋼板Ｍ１の裏面に油を噴霧するノズルと、電磁鋼板Ｍ２の表面に油を噴霧するノズルとを設けてもよい。あるいは、ノズル１３０によって電磁鋼板Ｍ１の裏面及び電磁鋼板Ｍ２の表面の一方のみに油を噴霧してもよい。

送り装置１４０は電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を両側から挟み込む一対のローラ１４０ａ，１４０ｂを有する。電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を送り装置１４０に導入することで、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２が重ね合される。電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２は、送り装置１４０を介して順送り金型１５０へと導入される。

電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の厚さはそれぞれ０．１〜０．５ｍｍ程度であればよい。従来、電磁鋼板の厚さが比較的薄い場合（例えば０．１〜０．３ｍｍ）、製品とならない部分を過剰に残存させないと被加工板の強度不足に起因して被加工板の送り作業を適切に実施できない場合があった。これに対し、本実施形態に係る打抜き方法によれば送り金型１５０内において下方に位置する電磁鋼板Ｍ２のみに製品とならない部分を過剰に設けておけば、被加工板Ｗの送り作業を十分安定的に実施できる。電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２として、厚さ０．１〜０．３ｍｍの電磁鋼板をそれぞれ使用してもよく、更には厚さ０．１〜０．１８ｍｍの電磁鋼板をそれぞれ使用してもよい。なお、被加工板Ｗの全体の厚さは、好ましくは０．２〜１．０ｍｍであり、より好ましくは０．３〜０．５ｍｍである。被加工板Ｗの厚さが０．２ｍｍ未満であると複数枚の電磁鋼板を重ね合されて得られる効果が少なくなる傾向があり、１．０ｍｍを超えると被加工板Ｗの可撓性が小さくなる傾向がある。油膜Ｆ自体の厚さは０．００１ｍｍ程度であればよい。

従来、電磁鋼板の幅が広い場合（例えば２５０〜５００ｍｍ）、電磁鋼板の強度不足に起因して順送り金型１５０内における送りに支障が生じやすかった。これに対し、本実施形態に係る打抜き方法によれば電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２として幅２５０〜５００ｍｍの電磁鋼板をそれぞれ使用してもこれらを重ね合せ且つ一方の電磁鋼板（電磁鋼板Ｍ２）に製品とならない部分を過剰に設けることで順送り金型１５０内における送りを安定的に行うことができる。つまり、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２として、幅２５０〜５００ｍｍの電磁鋼板をそれぞれ使用してもよく、更には幅４００〜５００ｍｍの電磁鋼板をそれぞれ使用してもよい。

電磁鋼板Ｍ２の幅は、被加工板Ｗから打ち抜くべき製品の最大幅プラス４〜２０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは上記最大幅プラス６〜１５ｍｍであり、更に好ましくは上記最大幅プラス８〜１０ｍｍである。なお、「製品の最大幅」とは被加工板Ｗの長手方向に直交する方向における最大幅を意味する。電磁鋼板Ｍ２の幅が製品の最大幅プラス４ｍｍ未満であると被加工板Ｗの強度が不足して送り作業に支障が生じやすく、製品の最大幅プラス２０ｍｍを超えると材料費の削減効果が不十分となりやすい。

電磁鋼板Ｍ１の幅は、電磁鋼板Ｍ２の幅よりも狭ければよく、電磁鋼板Ｍ２の幅と電磁鋼板Ｍ１の幅の差は０．１ｍｍ以上であればよい。材料費をより一層削減する観点から、電磁鋼板Ｍ２の幅と電磁鋼板Ｍ１の幅の差は好ましくは２ｍｍ以上であり、より好ましくは４ｍｍ以上である。

電磁鋼板Ｍ１の幅は、被加工板Ｗから打ち抜くべき製品の最大幅プラス４〜１８ｍｍであることが好ましく、より好ましくは上記最大幅プラス４〜１３ｍｍであり、更に好ましくは上記最大幅プラス６〜８ｍｍである。電磁鋼板Ｍ１の幅が製品の最大幅プラス２ｍｍ未満であると被加工板Ｗの幅方向端面付近を金型で打ち抜くことになり、製品寸法の悪化を招きやすく、製品の最大幅プラス１８ｍｍを超えると材料費の削減効果が不十分となりやすい。なお、製品外周に切り欠きが形成されてもよい場合は、電磁鋼板Ｍ１の幅を超えるように打抜きを行ってもよい。

打抜き装置１００は、油膜Ｆを介して電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を重ね合された被加工板Ｗに対して打抜き加工を実施する。油膜Ｆは被加工板Ｗにおいて二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を貼り合わせる役割を果たす。このため、打抜き装置１００によれば、十分に高い精度で二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を同時に打ち抜くことができるとともに、カス上がりの発生を十分に抑制できる。「カス上がり」とは金型が有するパンチに打ち抜かれた材料（「カス」又は「抜きカス」と称される。）が付着する現象を意味する。

油膜Ｆを形成するための油としては、例えば打抜き工作油（スタンピングオイルとも称される）、鉱油、シリコーンオイルなどを使用できる。本発明者らの検討によると、油膜Ｆを構成する油は、４０℃における動粘度が好ましくは０．９ｍｍ^２／ｓ以上であり、より好ましくは０．９〜１０ｍｍ^２／ｓである。油の４０℃における動粘度が０．９ｍｍ^２／ｓ未満であると電磁鋼板Ｍ１と電磁鋼板Ｍ２とを貼り合わせる力が不十分となりやすく、他方、１０ｍｍ^２／ｓを超えるとノズルによる油噴霧が困難となりやすい。なお、ここでいう動粘度は、ＪＩＳ Ｋ２２８３（２０００年）に記載の動粘度試験方法によって測定された値を意味する。

上に挙げた油のうち、順送り金型１５０においても使用される打抜き工作油を使用することが好ましい。この場合、順送り金型１５０に打抜き工作油を供給する配管を途中で分岐することによって分岐管を通じてノズル１３０に打抜き工作油を供給することができる。

＜積層鉄心の製造方法＞
次に積層鉄心Ｓの製造方法について説明する。積層鉄心Ｓは、被加工板Ｗを打抜き加工をすることによって電磁鋼板ＭＳを得るプロセス（下記（Ａ）〜（Ｆ）工程）と、積み重ねた複数の電磁鋼板ＭＳ（積層体１０）を一体化させるプロセス（下記（Ｇ）工程）とを経て製造される。より具体的には、積層鉄心Ｓの製造方法は以下の工程を備える。
（Ａ）互いに幅が異なる電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２からなる二つの巻重体Ｃ１，Ｃ２を準備する工程。
（Ｂ）巻重体Ｃ１，Ｃ２から引き出された電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対してカシメ２Ｓを形成する工程。
（Ｃ）カシメ２Ｓが形成され且つ重ね合された二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を有する被加工板Ｗを順送り金型１５０に供給する工程。
（Ｄ）順送り金型１５０において被加工板Ｗの打抜き加工を行う工程。
（Ｅ）被加工板Ｗを順送り金型１５０内において前進させる工程。
（Ｆ）上記（Ｄ）工程と、上記（Ｅ）工程とを繰り返すことによって所定の形状に加工された加工体ＷＳを連続的に得る工程。
（Ｇ）複数の加工体ＷＳを重ね合わせて得られる積層体１０をカシメ２Ｓで締結することによって積層鉄心Ｓを得る工程。

まず、電磁鋼板の巻重体Ｃ１，Ｃ２を準備し（（Ａ）工程）、これらをアンコイラー１１１，１１２にそれぞれ装着する。巻重体Ｃ１，Ｃ２をそれぞれ構成する電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の長さは例えば５００〜１００００ｍである。なお、使用中の巻重体の残りが少なくなると新たな巻重体が準備され、新たな巻重体の始端部と使用中の巻重体の終端部が例えば溶接によって接合される。

巻重体Ｃ１，Ｃ２から引き出された電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対して金型１２１，１２２によってカシメ２Ｓを形成する（（Ｂ）工程）。（Ｂ）工程においては、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対して金型１２１，１２２によってカシメ２Ｓを形成する代わりに所定のタイミングで穿孔３を形成する。金型１２１，１２２は、例えば製造する積層鉄心Ｓの積層厚に応じて所定の回数にわたってカシメ２Ｓを形成した後、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の一方に穿孔３を一回又は必要に応じて複数回連続して形成するように制御されていてもよく、あるいは、図５に示す測定器１２３，１２４の測定値に応じて積層鉄心Ｓを構成する電磁鋼板ＭＳの枚数をその都度決定し、金型１２１，１２２はこの決定に従って所定の回数にわたってカシメ２Ｓを形成した後、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の一方に穿孔３を一回又は必要に応じて複数回連続して形成するように制御されていてもよい。かかる構成を採用することで、上述のとおり、積層鉄心Ｓの積層厚をより高度に調整できるという利点がある。なお、電磁鋼板の板厚以上にカシメを深く形成する場合は電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の両方に穿孔３を形成してもよい。

カシメ２Ｓ又は穿孔３がそれぞれ形成された電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の間にノズル１３０から油を噴霧することによって被加工板Ｗを得る。送り装置１４０を介して被加工板Ｗを順送り金型１５０へと供給する（（Ｃ）工程）。二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を油膜Ｆによって十分に高い強度で貼り合わせることができる限り、電磁鋼板Ｍ１の面積Ａ_Ｍに対する油膜の面積Ａ_Ｆの比率に制限はないが、この比率（Ａ_Ｆ／Ａ_Ｍ）は好ましくは０．８以上であり、より好ましくは０．９以上である。

ノズル１３０から油を噴霧することによって、厚さが十分に均一な油膜Ｆを形成することができる。油膜Ｆの厚さが不均一であると二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を貼り合わせる力が不足する傾向にある。また油膜Ｆを構成する油の量は多すぎても少なすぎても二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を貼り合わせる力が不足する傾向にある。油膜Ｆの粘度、雰囲気温度などに依存するが、電磁鋼板Ｍ１の単位面積当たりの油膜Ｆの質量は好ましくは０．５〜２．０ｇ／ｍ^２であり、より好ましくは０．５〜１．０ｇ／ｍ^２である。なお、油膜Ｆを構成する油の量は過剰であると、余分な油が送り装置１４０のローラ１４０ａ，１４０ｂに付着して送りミスを生じさせるおそれがある。

図６に示すとおり、電磁鋼板Ｍ１は電磁鋼板Ｍ２の幅方向の中央部に重ね合されている。言い換えれば、被加工板Ｗの幅方向の両方の周縁部には電磁鋼板Ｍ１が重なっておらず、電磁鋼板Ｍ２のみからなる領域Ｗａが同程度の幅で設けられている。

順送り金型１５０が備えるパンチ（不図示）による打抜き作業（（Ｄ）工程）と送り装置１４０による被加工板Ｗの送り作業（（Ｅ）工程）とを繰り返す。これにより、所定の形状に加工された加工体ＷＳが得られる（（Ｆ）工程）。

図７を参照しながら上記（Ｆ）工程について説明する。図７の（ａ）は、カシメ２Ｓが既に形成された被加工板Ｗに対して位置合わせ用のパイロット孔Ｐを形成した状態を示す。なお、被加工板Ｗに対してパイロット孔Ｐを形成する際に、図示しないストリッパープレートによって電磁鋼板Ｍ１のカシメ２Ｓと電磁鋼板Ｍ２のカシメ２Ｓが締結される。本実施形態においては、電磁鋼板Ｍ２のみからなる領域Ｗａにパイロット孔Ｐが形成される。領域Ｗａにパイロット孔Ｐを形成することで、パイロット孔Ｐを形成するためのパイロットピンが被加工板Ｗに引っ掛かる現象を十分に抑制できる。複数の電磁鋼板が積層された領域にパイロット孔Ｐを形成すると、パイロットピンが被加工板に引っ掛かりやすく、これを抑制するため、プレスストロークスピードを下げたり、パイロット孔の径を小さくしたりするなどの対処が必要となる場合がある。この場合、ストロークスピードを下げると生産性が低下し、他方、パイロット孔の径を小さくするとカス上がりの問題が生じやすい。

図７の（ｂ）は積層鉄心Ｓのヨーク部Ｓｙの内周面とティース部Ｓｔの側面とを構成する計６つの開口Ｈ１を形成した状態を示す。

図７の（ｃ）は被加工板Ｗに開口Ｈ２を形成することによって加工体ＷＳの内周面を形成した状態を示す。

図７の（ｄ）は積層鉄心Ｓのヨーク部Ｓｙの外周面を構成する開口Ｈ３を更に形成した状態を示す。開口Ｈ３を形成することにより、図７の（ｅ）に示す形状の加工体ＷＳが得られる。なお、ここでは（Ｄ）工程においてパイロット孔Ｐを形成する場合を例示したが、上記（Ｂ）工程においてパイロット孔Ｐを形成してもよい。この場合も上記と同様の効果が得られるとともに、順送り金型１５０による打抜き作業（（Ｄ）工程）を少なくできる。この場合、図７の（ｂ）に示す開口Ｈ１が形成される際に、図示しないストリッパープレートによって電磁鋼板Ｍ１のカシメ２Ｓと電磁鋼板Ｍ２のカシメ２Ｓが締結される。

上記工程を経て得られた加工体ＷＳを所定の枚数重ね合せ、カシメ２Ｓによって互いに接合することによって図１に示す積層鉄心Ｒを得る（（Ｇ）工程）。なお、二枚組の電磁鋼板ＭＳのうち、カシメ２Ｓの代わりに穿孔３を有する電磁鋼板ＭＳが積層鉄心Ｓの最下面を構成する（図２参照）。なお、回転子用の加工体は、そのカシメ位置に応じた金型１２１，１２２を使用してカシメ２Ｒ又は穿孔３を形成するとともにその形状に応じた順送り金型１５０を使用することにより、上述の積層鉄心Ｓの製造方法と同様の過程を経て製造することができる。

本実施形態に係る積層鉄心の製造方法によれば、重ね合される前の各電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２に対してカシメ２Ｓ，２Ｒ又は穿孔３をそれぞれ形成できる。このため、上述のとおり、丸みを帯びた形状のカシメが意図せずに形成されることを十分に抑制できる。積層鉄心Ｓ，Ｒは、その後のモーターの製造過程で衝撃が加わっても、カシメ２Ｓ，２Ｒ同士が外れることを十分に抑制できる。

本実施形態においては、互いに幅が異なる二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を採用したことで、十分に高い精度で二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を同時に打ち抜くことができ且つ材料費を十分に削減できる。

以上、本発明の一実施形態について詳細に説明したが本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、ノズル１３０を使用して油を噴霧する場合を例示したが、図８に示すように、ノズル１３０の代わりにロール１３１を使用して電磁鋼板Ｍ１の裏面に油を塗布してもよい。この態様においては、油を収容可能な容器１３２と、容器１３２に対して回転自在に設けられたロール１３１とによって油膜形成手段が構成されている。容器１３２内に油を入れると、ロール１３１の下部が油に浸るようになっている。なお、二つのロールを設けて電磁鋼板Ｍ１の裏面及び電磁鋼板Ｍ２の表面の両方に油を塗布してもよい。なお、送り装置１４０においてカシメ２Ｓ，２Ｒを仮接合させることによって電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を一体化させる場合、油噴霧又はロールの塗布による油膜Ｆによって電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２同士を貼り合わせなくてもよい。

上記実施形態に係る図６には、同程度の厚さを有する電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２が重ね合された被加工板Ｗを模式的に図示したが、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の厚さが互いに相違していてもよい。この場合、被加工板Ｗの送り作業をより安定的に実施する観点から、順送り金型１５０内において下方に位置する電磁鋼板Ｍ２の厚さが上方に位置する電磁鋼板Ｍ１の厚さよりも大きいことが好ましい（図９参照）。巻重体を構成する電磁鋼板の板厚の特徴を予め把握し、その特徴に基づいて重ね合せるべき二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を選択し、これらを重ね合わせることで、所定の厚さの被加工板Ｗを得ることができる。例えば、被加工板Ｗの厚さを所定の範囲内とすることで、被加工板Ｗが順送り金型１５０内を移動するときにガイドと干渉して送り不良が生じることを十分に抑制できる。なお、被加工板Ｗの強度を十分に確保できる限り、順送り金型１５０内において下方に位置する電磁鋼板Ｍ２の厚さを上方に位置する電磁鋼板Ｍ１の厚さよりも小さくしてもよい。

上記実施形態に係る図６には、厚さが十分に均一な二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２が重ね合された被加工板Ｗを模式的に図示したが、幅方向に板厚偏差を有する電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２（言い換えれば幅方向の厚さが均一ではない電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２）を使用してもよい。この場合、図１０に示すように、二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の板厚偏差を相殺するように電磁鋼板Ｍ１と電磁鋼板Ｍ２とを重ね合せればよい。すなわち、電磁鋼板Ｍ１の薄い側と電磁鋼板Ｍ２の厚い側とが重なるようにすればよい。準備した複数の巻重体を構成する電磁鋼板の特徴（厚さ、板厚偏差など）を予め把握し、使用すべき巻重体を選択するとともに、複数の電磁鋼板の重ね合わせる向きを最適化することにより、設計した形状により近い積層鉄心Ｓ，Ｒを製造することができる。なお、二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２は、例えば異なるグレードの組合せであってもよく、一方の鋼板がＳＰＣＣ（冷間圧延鋼板）などであってもよい。

上記実施形態に係る図６には、下方に位置する電磁鋼板Ｍ２の幅方向の中央部に電磁鋼板Ｍ１が重ね合された被加工板Ｗを模式的に図示したが、電磁鋼板Ｍ１が電磁鋼板Ｍ２からはみ出さない限り、電磁鋼板Ｍ１は電磁鋼板Ｍ２の中央部から幅方向にずれた位置に重ね合されていてもよい（図１１の（ａ）及び（ｂ）参照）。図１１の（ｂ）に示すガイドＧは順送り金型１５０内における被加工板Ｗの位置ずれを防止するためのものである。ガイドＧは被加工板Ｗの側部の形状に応じた対向面Ｇａを有する。この例では対向面Ｇａは階段状に形成されている。

上記実施形態においては、（Ｃ）工程において、被加工板Ｗにおける電磁鋼板Ｍ２のみからなる領域Ｗａにパイロット孔Ｐを形成する場合を例示したが、電磁鋼板Ｍ１の縁部Ｍ１ａを含む領域を貫通するようにパイロット孔Ｐを形成してもよい（図１２の（ａ）〜（ｃ）の上方のパイロット孔Ｐ参照）。図１２に示すように、パイロット孔Ｐが円形である場合、パイロットピンの抜けやすさの観点から、パイロット孔Ｐの中心は電磁鋼板Ｍ２のみからなる領域Ｗａに位置することが好ましい（図１２の（ａ）及び（ｂ）参照）。

図１３の（ａ）〜（ｃ）はパイロット孔Ｐの位置の更なるバリエーションを示す平面図である。図１３の（ａ）に示すパイロット孔Ｐは二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２が重なっている位置に設けられている。かかる構成は、電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２の幅の差が小さい場合に有用である。図１３の（ｂ）に示すパイロット孔Ｐは電磁鋼板Ｍ１の縁部Ｍ１ａに接するように形成されている。図１３の（ｃ）に示す上側のパイロット孔Ｐ及び下側のパイロット孔Ｐは、被加工板Ｗの送り方向の同じ位置ではなく、被加工板Ｗの送り方向の前後にずれた位置に設けられている。かかる構成は外周方向に突出した部分（例えばボルト締めするための耳部）を有する積層鉄心を製造する場合や多列取りをする場合に有用である。

上記実施形態においては、二つの巻重体Ｃ１，Ｃ２を準備し、二枚の電磁鋼板Ｍ１，Ｍ２を重ね合せた被加工板Ｗに対して打抜き加工を実施する場合を例示したが、三枚以上の電磁鋼板を重ね合せた被加工板に対して打抜き加工を実施してもよい。この場合、順送り金型１５０内において、被加工板Ｗの送り作業をより安定的に実施する観点から、被加工板Ｗを構成する複数の電磁鋼板のうち、最も下方に位置する電磁鋼板の幅が最も大きいことが好ましい。打抜き加工の精度の観点から、被加工板を構成する電磁鋼板の枚数の上限は５枚程度とすればよい。

上記実施形態及び上記変形例においては互いに幅が異なる複数の電磁鋼板を使用する場合を例示したが、幅が同一又は実質的に同一の複数の電磁鋼板を使用して積層鉄心Ｓ，Ｒを製造してもよい。

上記実施形態においては、二つの被加工板を準備し、一方の被加工板から加工体ＷＲを打ち抜き、他方の被加工板から加工体ＷＳを打ち抜く場合を例示したが、一つの被加工板Ｗから加工体ＷＲ及び加工体ＷＳの両方を打ち抜いてもよい。

上記実施形態においては、一体型の積層鉄心Ｓ，Ｒ及びその製造方法を例示したが、本発明は一体型の積層鉄心Ｓ，Ｒに限定されず、分割型の積層鉄心及びその製造方法に適用されてもよい。図１４に示す積層鉄心Ｓ_Ｄは周方向に並ぶように配置された計１２個の積層体３０によって構成されている。各積層体３０にはダミーカシメ部３０ａが設けられている。ダミーカシメ部３０ａは二枚の電磁鋼板を重ね合せる前にカシメ又は穿孔を形成するための金型（上記実施形態における金型１２１，１２２に相当）を使用して一枚の電磁鋼板に対してそれぞれ形成すればよい。ダミーカシメ部３０ａは積層体３０を溶接、接着又は樹脂材料で締結した前又は締結した後に取り外される。なお、積層体３０及びダミーカシメ部３０ａの個数は１２個に限定されるものではない。

２Ｒ，２Ｓ…カシメ、１２１，１２２…金型（カシメ形成手段）、１２３，１２４…測定器、１４０…送り装置（送り手段）、１５０…順送り金型（金型）、Ｃ１，Ｃ２…巻重体、Ｍ１，Ｍ２…電磁鋼板、Ｒ…回転子用の積層鉄心、Ｓ…固定子用の積層鉄心、Ｓ_Ｄ…分割型の積層鉄心、Ｗ…被加工板、ＷＲ，ＷＳ…加工体。

Claims (5)

1. （ａ）少なくとも二つの電磁鋼板の巻重体を準備する工程と、
   （ｂ）各前記巻重体から引き出された各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成する工程と、
   （ｃ）前記カシメがそれぞれ形成され且つ重ね合された少なくとも二枚の電磁鋼板からなる被加工板を金型に供給する工程と、
   （ｄ）前記金型において前記被加工板の打抜き加工を行う工程と、
   を備える、打抜き方法。
2. 電磁鋼板の巻重体を回転自在にそれぞれ保持する少なくとも二つの巻重体保持器と、
   被加工板の打抜き加工を行う金型と、
   各前記巻重体保持器と前記金型との間に配置されており、各前記巻重体から引き出された各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成する少なくとも二つのカシメ形成手段と、
   前記カシメがそれぞれ形成された少なくとも二枚の前記電磁鋼板を重ね合せてなる被加工板を前記金型に供給する送り手段と、
   を備える打抜き装置。
3. 前記カシメ形成手段は、前記各電磁鋼板に対してカシメを形成する代わりに穿孔を形成できるように構成されている、請求項２に記載の打抜き装置。
4. 各前記電磁鋼板の厚さを測定する少なくとも二つの測定器を更に備える、請求項２又は３に記載の打抜き装置。
5. （ａ）少なくとも二つの電磁鋼板の巻重体を準備する工程と、
   （ｂ）各前記巻重体から引き出された各電磁鋼板に対してカシメをそれぞれ形成する工程と、
   （ｃ）前記カシメがそれぞれ形成され且つ重ね合された少なくとも二枚の電磁鋼板からなる被加工板を順送り金型に供給する工程と、
   （ｄ）前記順送り金型において前記被加工板の打抜き加工を行う工程と、
   （ｅ）前記被加工板を前記順送り金型内において前進させる工程と、
   （ｆ）前記（ｄ）工程と、前記（ｅ）工程とを繰り返すことによって所定の形状に加工された加工体を連続的に得る工程と、
   （ｇ）複数の前記加工体を重ね合わせて得られる積層体を前記カシメで締結する工程と、
   を備える積層鉄心の製造方法。

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